滾動軸承剛度的非線性分析及工程應(yīng)用.pdf

1、本文基于ANSYS參數(shù)化建模，建立深溝球軸承接觸分析的三維有限元實(shí)體模型，對軸承的接觸問題進(jìn)行數(shù)值模擬，研究其承載過程中的應(yīng)力和應(yīng)變分布趨勢，以及在受到不同徑向力作用時(shí)軸承剛度的變化，最后利用MATLAB編程推導(dǎo)出深溝球軸承的徑向剛度計(jì)算公式，對解決工程實(shí)際問題有指導(dǎo)意義。 首先，本文將ANSYS二次開發(fā)技術(shù)應(yīng)用于深溝球軸承接觸有限元分析，并開發(fā)出實(shí)用的程序模塊，嵌入ANSYS并作為ANSYS程序的一部分。通過二次開發(fā)技術(shù)可以提

2、高工作效率。 其次，建立二維的接觸分析模型，對接觸問題進(jìn)行數(shù)值模擬，得到在承載過程中的應(yīng)力應(yīng)變分布趨勢。通過分析有限元計(jì)算結(jié)果，當(dāng)接觸應(yīng)力變化趨于非線性時(shí)，可得到實(shí)際接觸半徑；單元長度不應(yīng)大于實(shí)際接觸半徑，且接近實(shí)際接觸半徑一半時(shí)為佳，為解決三維接觸問題提供可行的單元長度，以滿足有限元分析精度和分析效率的需要。 然后，對軸承61801全尺寸三維實(shí)體進(jìn)行有限元分析。在其接觸角為零，不考慮游隙的情況下，對實(shí)體模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分

3、、接觸設(shè)置、邊界條件及約束方式設(shè)置，通過后處理得出軸承在受到單位徑向載荷力時(shí)內(nèi)外圈相對趨近量即軸承的徑向剛度，并且與赫茲接觸理論的解比較，兩者結(jié)果比較接近，驗(yàn)證了ANSYS模型仿真的可行性和可靠性，該方法彌補(bǔ)了赫茲理論求解復(fù)雜接觸問題的局限性。 最后，根據(jù)有限元計(jì)算結(jié)果，通過MATLAB編寫多項(xiàng)式擬合程序，分別擬合出ANSYS有限元法和赫茲法的深溝球軸承徑向剛度曲線，兩種方法擬合的曲線很相近，進(jìn)一步驗(yàn)證了ANSYS有限元法的可靠